專利名稱：含凝膠粉末丁腈橡膠制消光苯乙烯丙烯腈類共聚物的組成的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及塑料狀態(tài)物質(zhì)及其加工，特別是指一種含凝膠粉末丁腈橡膠制消光苯乙烯丙烯腈類共聚物(ABS)的組成。
ABS樹脂最初是在1947年由美國橡膠公司開發(fā)成功，主要采用AS樹脂與丁腈橡膠的機械共混方法制得，但由于其性能低下，加工也比較困難，后來發(fā)展了接枝法制ABS的工藝，使其性能得到了大幅度的提高。在接枝法生產(chǎn)工藝中，有乳液接枝法、乳液接枝摻混法、本體法和乳液-本體法等四種。
ABS樹脂改性的主要方向是透明、光澤、消光、耐候、耐熱和阻燃等，其中高光澤ABS滿足了高檔家電的需要，其光澤度一般可達90％以上，與高光澤相反的是消光ABS，其廣泛用于車輛的內(nèi)部裝飾與部件，起到防眩作用，并使視覺有高級感和柔軟感。消光的表面無須涂裝，降低了制造成本，消光ABS的光澤度一般在20-40％，在工具、計算機外殼、音響設備、電器儀表等方面獲得了廣泛應用，特別是汽車工業(yè)和通信、計算機信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對消光ABS的需求正快速增長，是各種改性ABS中增長最快的品種之一。
為了降低ABS的光澤，通常采用合成的方法控制ABS中橡膠相的粒徑、粒子狀態(tài)、交聯(lián)程度等調(diào)節(jié)ABS的光澤。
JP6044517介紹了一種利用大粒徑的聚丁二烯膠乳來制備消光ABS，但有以下缺點光澤不均勻且隨添加劑及注射工藝的變化而變化；在聚合過程中難于控制反應時間；沖擊強度大幅度降低，這是因為共聚物中包含太多未接枝的橡膠；韓國專利93-6912報道了在相轉變前進行本體聚合，光澤度得到了控制，但因橡膠相接枝程度較低，沖擊性能和耐熱性均較差，難于用作汽車內(nèi)飾件高耐熱要求的場合。
本發(fā)明采用的技術方案是消光ABS由以下成分組成不同耐熱等級的ABS 60-98(重量份)、粉末丁腈橡膠(凝膠率大于50％，抽提溶劑為四氫呋喃)2-40(重量份)組成，此外還需加入抗氧劑、抗紫外線劑、加工助劑等。最典型的比例為ABS用量為80-98，粉末丁腈橡膠用量為2-20。
本發(fā)明有如下有益效果1、由于采用粉末橡膠，極易與ABS進行共混，加工手段極為簡單，如采用通用的熱塑性塑料加工設備進行混合，像雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機和密煉機等，其中最為適宜的加工設備為雙螺桿擠出機，其共混得到的改性ABS性能更加優(yōu)越。
2、制得的消光ABS可采用注射、擠出、吹塑、吸塑成型等多種加工方法進行加工，尤其適合注射和擠出成型。
3、由于粉末丁腈橡膠的加入，ABS的光澤度從80％以上降至10-30％，從高光澤的表面變?yōu)橄?，同時沖擊強度大幅度提高，這是因為丁腈橡膠是ABS的增韌劑。又基本維持了ABS的耐熱性。適宜作為家電、汽車、火車等的內(nèi)裝飾材料。
4、上述提及的ABS原料可采用通用的商業(yè)聚合物，具有不同的耐熱等級和沖擊強度，且不受合成方法的限制，如乳液接技法、本體-乳液接技法和本體接技法等得到的ABS均適用。
5、上述提到的含凝膠的粉末丁腈橡膠是一種商品聚合物，作為消光劑其凝膠含量大于50％，但對粒子形狀無嚴格限制，只要能直接加入擠出機中即可。因此改性材料具有成本低的優(yōu)點。
表征ABS的性能主要有拉伸性能、彎曲性能、沖擊性能，這些性能主要受苯乙烯、丁二烯和丙烯腈含量的影響，其中橡膠相的粒徑也對ABS的性能產(chǎn)生重大影響，為此選用了一類含凝膠的丁腈橡膠作為消光劑，選用了幾種不同耐熱等級、不同沖擊強度的ABS進行消光改性試驗，加入的含凝膠消光劑在所選ABS中均取得了良好的結果。消光ABS的沖擊性能獲得了大幅度改善，光澤度從原來的80％降至10-30％，除耐熱性略有下降外，其它性能變化不大。
本發(fā)明采用的原料ABS系通用的商業(yè)聚合物，具有不同的耐熱等級和沖擊強度，且不受合成方法的限制，如乳液接枝法、本體-乳液接枝法和本體接枝法等得到的ABS均適用。原料ABS中丙烯腈含量為10-30(重量份)，丁二烯含量為40-60(重量份)，苯乙烯含量為20-40(重量份)本發(fā)明中采用的含凝膠的粉末丁腈橡膠也是商品聚合物，采用乳液聚合方法得到，其中凝膠是由聚合過程中引入二乙烯基苯交聯(lián)來得到，作為消光劑其凝膠采用四氫呋喃作為抽提劑，且對粒子形狀無嚴格限制，只要能直接加入擠出機中即可，因此改性材料具有成本低的優(yōu)點。這種含凝膠的丁腈橡膠中丙烯腈含量為10-40％，凝膠含量大于50％；典型的丙烯腈含量為37-40％，凝膠含量大于80％，該橡膠與ABS具有極好的相容性，因此制得的消光ABS具有良好的性能。
通常在ABS中還需加入抗氧劑、流動改性劑、內(nèi)潤滑劑、阻燃劑、光穩(wěn)定劑等。其中抗氧劑常采用酚類抗氧劑，同時加入?yún)f(xié)同抗氧劑如含硫酯類和含亞磷酸酯類等；流動改性劑如高級脂肪酸類、高級脂肪酰胺類、有機硅及有機氟類，其中最為常用的為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)；阻燃劑有含氯/含溴的有機化合物、含磷酸酯類、含銻和含硼的化合物等，最為常用的阻燃劑為十溴聯(lián)苯醚/三氧化二銻體系；光穩(wěn)定劑有受阻胺類、水楊酸酯類、三嗪類等，其中最為常用的為受阻胺類如Irgnox 770，944等。
由于采用粉末橡膠，極易與ABS進行共混，可以采用通用的熱塑性塑料加工設備進行混合，其中最為適宜的加工設備為雙螺桿擠出機，這樣共混得到的改性ABS性能更加優(yōu)越。擠出機的熔體溫度最好不高于250℃，否則ABS易降解，從而影響最終產(chǎn)品的性能，最適宜的熔體溫度為190-230℃，共混設備的生產(chǎn)能力主要受擠出機的大小及螺桿構型的影響，可根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)。
制得的消光ABS可采用注射、擠出、吹塑、吸塑成型等多種加工方法進行加工，尤其適合注射和擠出成型。
本發(fā)明的發(fā)明人對本發(fā)明所述制得的消光ABS試樣進行了性能測試并與市場產(chǎn)品進行了對比，性能測試用樣條采用注射成型得到，注射機是中國海天集團生產(chǎn)，型號這HTF150，鎖模力為150噸，該注射機具有較高的自動化，設計為四級注射三級保壓。注射時熔體溫度為230℃。
熔體流動速率采用ASTM D1238標準在英國Ray-Ran公司的5MPCA進行測試；拉伸性能測采用ASTM D6381型樣條測試，拉伸速度為50mm/min，在美國INSTRON公司產(chǎn)4467拉力機上進行測試；簡支梁缺口沖擊強度采用DIN 53453小樣條，英國Ray-Ran公司的沖擊性能測試儀，缺口深度為試樣厚度的1/3；懸臂梁缺口沖擊按ASTM D256進行測試，缺口為V字型，底部半徑為0.25mm；維卡軟化溫度按DIN 53460標準進行，法碼重量為5kg；表面光澤度采用日本美能達公司的Multi-Gloss 268進行測試，入射角60°。
表1示出了粉末丁腈橡膠對ABS性能的影響。其中比較例1采用上海普利特復合材料有限公司的轎車用耐熱高抗沖擊改性ABS，其耐熱等級為100℃，牌號2120。
比較例2采用上海普利特復合材料有限公司的轎車用高耐熱改性ABS，其耐熱等級為115℃，牌號3450。
實施例1在比較例1的基礎上加入5(重量份)的粉末丁腈橡膠，即牌號為2120的ABS 95(重量份)，粉末丁腈橡膠5(重量份)。
實施例2在比較例1的基礎上加入10(重量份)的粉末丁腈橡膠，即牌號2120的ABS 90(重量份)，粉末丁腈橡膠10(重量份)。
實施例3在比較例2的基礎上加入10(重量份)的粉末丁腈橡膠，即牌號3450的ABS 90(重量份)，粉末丁腈橡膠10(重量份)。
按表1中物料配比加入相關的穩(wěn)定劑和流動改性劑在小型高速攪拌機混合3分鐘后，采用南京科亞Φ35同向旋轉雙螺桿擠出機進行擠出造粒，熔體溫度為195-205℃，螺桿轉速為350-450轉/分。經(jīng)80℃ 4小時在干燥箱中干燥后，注射成型制備各種性能測試用樣條。
所采用的粉末丁腈橡膠為蘭州化學工業(yè)公司合成橡膠廠生產(chǎn)，一級品，過16目篩；丙烯腈含量為37-40％，凝膠含量(四氫呋喃為抽提物)為85％。
從表1中可看出，粉末丁腈橡膠的加入，ABS的光澤度從80％降至30％以下，由高度光澤的表面變?yōu)橄猓瑫r沖擊強度大幅度提高，這是因為丁腈橡膠是ABS的增韌劑。同時，拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量、維卡軟化溫度均稍有下降，說明ABS的剛性有所下降。查基本維持了ABS的耐熱性。
表1粉末丁腈橡膠對ABS性能的影響

權利要求
1.一種含凝膠粉末丁腈橡膠制消光苯乙烯丙烯腈類共聚物，包括抗氧劑、抗紫外線劑和加工助劑，其特征在于其組成為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)含量為60-98(重量份)，凝膠丁腈橡膠為2-40(重量比份)。
2.如權利要求1所述的含凝膠粉末丁腈橡膠制消光苯乙烯丙烯腈類共聚物，其特征在于所說的組成的典型比例為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物含量為80-98(重量份)，凝膠丁腈橡膠為2-20(重量份)。
3.如權利要求1所述的含凝膠粉末丁腈橡膠制消光苯乙烯丙烯腈類共聚物，其特征在于所采用的原料為各種商品級通用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，如不同耐熱等級或沖擊性能的ABS。
4.如權利要求3所述的含凝膠粉末丁腈橡膠制消光苯乙烯丙烯腈類共聚物，其特征在于所采用的商品級原料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中丙烯腈含量為10-30(重量份)，丁二烯含量為40-60(重量份)，苯乙烯含量為20-40(重量份)。
5.如權利要求1所述的含凝膠粉末丁腈橡膠制消光苯乙烯丙烯腈類共聚物，其特征在于所采用的原料含凝膠粉末丁腈橡膠中，丙烯腈含量為10-40(重量份)，凝膠含量大于50％。
6.如權利要求5所述的含凝膠粉末丁腈橡膠制消光苯乙烯丙烯腈類共聚物，其特征在于原料含凝膠粉末丁腈橡膠中，丙烯腈的典型含量為37-40(重量份)，凝膠含量大于80％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低光澤苯乙烯丙烯腈類共聚物(ABS)，主要由ABS 60－95(重量份)、粉末丁腈橡膠(凝膠率大于50％，抽提溶劑為四氫呋喃)5－40(重量份)組成，此外還需加入抗氧劑、抗紫外線劑、潤滑劑、加工助劑等。本發(fā)明采用的消光劑為粉末丁腈橡膠，系商品化產(chǎn)品，可與ABS在雙螺桿擠出機或密煉機中直接共混，制得的材料不僅保持了ABS耐熱性，同時賦予了材料特殊的低光澤性和高沖擊性能，適合應用于家電、汽車、火車等的內(nèi)裝飾材料。
文檔編號C08L55/02GK1472249SQ02136249
公開日2004年2月4日 申請日期2002年7月29日 優(yōu)先權日2002年7月29日
發(fā)明者張祥福, 周文 申請人:上海普利特復合材料有限公司